Tri bezpečnostné mušketieri v štvorcovom hliníkovom kryte batérie: OSD, poistka a-ventil odolný proti výbuchu

S neustálym pokrokom v technológii napájacích batérií sa prizmatické batérie s hliníkovým{0}}krytom stali hlavným riešením v nových energetických vozidlách a systémoch skladovania energie vďaka svojej stabilnej štruktúre, vynikajúcemu odvodu tepla a vysokej hustote energie. Spomedzi týchto komponentov zohráva kľúčovú ochrannú úlohu bezpečnostná štruktúra umiestnená na vrchu článku batérie. Zostava horného krytu batérie zvyčajne poskytuje nielen tesnenie, elektrické pripojenie a štrukturálnu podporu, ale tiež integruje viaceré bezpečnostné ochranné zariadenia, ktoré tvoria kompletný bezpečnostný ochranný systém. Táto zostava sa v priemysle často označuje ako súprava hliníkového bezpečnostného krytu batérie alebo krycia doska napájacej batérie a jej konštrukčným cieľom je promptne reagovať na abnormálne stavy batérie, čím sa zabráni tepelnému úniku a vážnejším bezpečnostným nehodám.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V štruktúre prizmatickej batérie sa zostava horného krytu zvyčajne skladá z niekoľkých kľúčových komponentov vrátane zariadení na ochranu proti prebitiu, štruktúr poistiek a mechanizmov na uvoľnenie tlaku. Tieto konštrukcie sú inštalované vo vnútri vrchného krytu lítiovej batérie alebo prizmatického veka lítiovej batérie a tvoria integrovanú zostavu pomocou techník presného obrábania a zvárania. Keď dôjde k poruche batérie počas prevádzky, ako je prebitie, nadmerný prúd alebo zvýšená vnútorná teplota, tieto bezpečnostné zariadenia sa aktivujú postupne podľa vopred určenej spúšťacej sekvencie, čím sa vytvorí viacúrovňový ochranný mechanizmus. Práve tento vrstvený, progresívny bezpečnostný dizajn robí lítium-iónové kryty batérií ústrednou úlohou v bezpečnostnom systéme napájacích batérií.

 

Čo sa týka ochrany proti prebitiu, bežnou štruktúrou horných krytov batérie je mechanické zariadenie na ochranu proti prebitiu (OSD). Toto zariadenie sa zvyčajne nachádza v blízkosti vnútornej vodivej štruktúry batérie a je spúšťané tlakom- cez presne navrhnutú kovovú konštrukciu. Keď batéria zažije abnormálne podmienky nabíjania, ktoré spôsobia zvýšenie vnútorného tlaku, OSD sa zdeformuje alebo preklopí v rámci špecifického rozsahu tlaku, čím sa zmení stav vnútorného okruhu. Jeho funkcia je podobná mechanickému spúšťaciemu spínaču, ktorý rýchlo reaguje v počiatočných štádiách abnormálneho tlaku. Tieto štruktúry sú zvyčajne integrované do prizmatického krytu lítiovej batérie alebo horného krytu prizmatických batériových článkov, ktoré sa vyrábajú pomocou presných lisovacích a zváracích procesov, aby sa zabezpečilo, že tlak spúšte a prevádzková spoľahlivosť spĺňajú bezpečnostné normy.

 

Po spustení OSD sa môže v batérii okamžite generovať veľký prúd. V tomto bode hrá kľúčovú úlohu štruktúra poistky. Poistka zvyčajne používa úzky-konštrukciu vodiča, ktorý je schopný sa rýchlo roztaviť za špecifických prúdových podmienok, čím sa preruší obvod a zabráni sa ďalšiemu prenosu energie. Táto štruktúra funguje ako „prúdová poistka“ v napájacej batérii, ktorá je schopná poskytnúť ochranu v priebehu milisekúnd. Poistka je zvyčajne integrovaná s vodivou štruktúrou, napríklad vytvára vopred{5}}nastavený bod topenia v bipolárnej bipolárnej platni z medi a hliníka alebo v spojovacej zostave, čo umožňuje rýchle prerušenie obvodu v prípade abnormálneho prúdu, čím sa predchádza nepretržitým vnútorným skratom.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Okrem ochrany proti prebitiu a prúdu musia mať napájacie batérie aj bezpečnostné mechanizmy, aby odolali extrémnym tlakom. Keď v batérii dôjde k vnútornému skratu alebo pri vysokých teplotách nepretržite vytvára plyn, vnútorný tlak sa môže rýchlo zvýšiť. V tomto prípade sa odvzdušňovací ventil v hornom kryte stáva poslednou líniou obrany. Odvzdušňovací ventil zvyčajne používa zúbkovaný alebo tenkostenný{3}}stenný dizajn na vytvorenie vopred{4}}nastavenej oblasti prasknutia. Keď vnútorný tlak dosiahne kritickú hodnotu, teleso ventilu sa presne otvorí pozdĺž zúbkovania, čím sa uvoľní plyn a zníži sa vnútorný tlak. Táto konštrukcia je zvyčajne integrovaná do hliníkového krytu batérie alebo prizmatickej lítiovej batérie a jej konštrukcia musí zabezpečiť presné uvoľnenie tlaku bez poškodenia celkovej konštrukcie batérie.

 

Stručne povedané, OSD, poistka a odvzdušňovací ventil tvoria viacúrovňový bezpečnostný ochranný systém pre horný kryt napájacej batérie. V typickom scenári prebitia vnútorný tlak batérie najprv stúpne na nastavenú hodnotu, čím spustí OSD zariadenie, aby zmenilo stav obvodu. Výsledný okamžitý vysoký prúd spôsobí prepálenie poistky, čím sa preruší obvod a ukončí sa abnormálny stav. Ak tlak v extrémnych prípadoch naďalej stúpa, ventil proti výbuchu- aktivuje mechanizmus na uvoľnenie tlaku. Prostredníctvom tejto koordinovanej metódy ochrany „mechanického spúšťania-vypínania prúdu-vypínania-tlaku môžu krycie platne napájacej batérie a lítium-iónové batériové platničky poskytnúť účinnú ochranu v rôznych rizikových štádiách.

 

Okrem bezpečnostného konštrukčného dizajnu má na bezpečnosť rozhodujúci vplyv aj výrobný proces batérií so štvorcovým hliníkovým-plášťom. Od prípravy materiálu až po montáž buniek si každá výrobná fáza vyžaduje prísnu kontrolu procesu. Po prvé, vo fáze výroby elektród sa vytvárajú pozitívne a negatívne elektródové listy prostredníctvom procesov, ako je miešanie suspenzie, poťahovanie, valcovanie a rezanie. Tento proces má extrémne vysoké požiadavky na rovnomernosť povlaku, konzistenciu hrúbky a kontrolu otrepov, pretože kvalita elektródových plátov priamo určuje konzistenciu a bezpečnosť článku. Následne, v štádiu montáže článku, sa elektródové listy a separátor spoja do štruktúry článku pomocou technológie navíjania alebo stohovania a pomocou technológie zvárania sa dosiahnu vodivé spojenia.

 

Po dokončení počiatočnej štruktúry batériového článku je tento zapuzdrený v hliníkovom obale a utesnený vrchným krytom. Zostava horného krytu je zvyčajne laserom-privarená k plášťu, aby vytvorila bezšvovú, vzduchotesnú štruktúru, ktorá zaisťuje vnútornú vzduchotesnosť a štrukturálnu stabilitu bunky. Kvalita zvárania medzi hliníkovým krytom batériového boxu a plášťom článku je v tejto fáze obzvlášť dôležitá, pretože aj malé chyby zvárania môžu ovplyvniť dlhodobú- prevádzkovú bezpečnosť batérie.

 

Po štrukturálnom zapuzdrení sa článok podrobuje vstrekovaniu a utesneniu elektrolytu. Množstvo vstrekovaného elektrolytu musí byť presne kontrolované, aby sa zabezpečili stabilné elektrochemické reakcie. Po vstreknutí je článok utesnený pomocou tesniacich kolíkov alebo zváraním, čím sa vytvorí kompletná štruktúra článku. Bunka potom vstúpi do štádia formovania a testovania kapacity, kde sa počas prvého procesu nabíjania a vybíjania vytvorí stabilný film SEI a kvalita produktu sa kontroluje testovaním kapacity, testovaním izolácie a vizuálnou kontrolou. Niektorí-výrobcovia batérií vyššej triedy tiež používajú kódy QR alebo dátové systémy na úplnú{5}}sledovateľnosť procesov, aby sa zabezpečila kontrolovateľnosť výroby článkov.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vďaka kombinácii bezpečnej štruktúry vrchného krytu a prísnych výrobných procesov tvorí štvorcová batéria kompletný bezpečnostný systém. Od spúšťacej logiky bezpečnostných zariadení až po precíznu kontrolu výroby článkov, každý krok odráža pokrok v technológii výroby energetických batérií. Najmä na pozadí rýchleho vývoja nových energetických vozidiel a systémov skladovania energie poskytuje tento viac{2}}vrstvový bezpečnostný dizajn kľúčovú ochranu pre stabilnú prevádzku batérií.

 

V oblasti výroby štruktúry napájacích batérií sú pre bezpečnosť a výkon batérie rozhodujúce-kvalitné komponenty horného krytu. Naša spoločnosť sa zameriava na výskum, vývoj a výrobu konštrukčných komponentov napájacích batérií s produktmi zahŕňajúcimi hliníkové krycie dosky pre batérie, prizmatické lítiové veká batérií, horné veká pre prizmatické batériové články, súpravy bezpečnostných krytov LFP a súvisiaceKrycia doska batériekonštrukčné komponenty. Prostredníctvom presného razenia, laserového zvárania a-zložených materiálov z viacerých materiálov dokážeme poskytnúť spoľahlivé riešenia súpravy bezpečnostných hliníkových krytov batérií pre nové energetické vozidlá a systémy na uskladnenie energie, ktoré spĺňajú prísne požiadavky na batérie na štrukturálnu bezpečnosť, tesniaci výkon a dlhodobú-stabilitu.